前言

Android的设计模式系列文章介绍，欢迎关注，持续更新中：

1.定义

给定一门语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。

2.介绍

解释器模式属于行为型模式。

解释器模式提供了一种解释语言的语法或表达式的方式。

解释器模式实际开发中很少用到。

3.UML类图

解释器模式UML类图.jpg

角色说明：

AbstractExpression(抽象表达式)：定义一个抽象的解释方法，其具体的实现在各个具体的子类解释器中完成。

TerminalExpression(终结符表达式)：实现对文法中与终结符有关的解释操作。

NonterminalExpression(非终结符表达式)：实现对文法中的非终结符有关的解释操作。

Context(环境角色)：包含解释器之外的全部信息。

Client(客户端角色)：解析表达式，构建抽象语法树，执行具体的解释操作等。

4.实现

以加减法的实现为例，我们实现下面表达式的解释并输出结果，为了方便解释，在表达式中介加了空格方便处理。

a = 1024

b = 512

a + b

a - b

4.1 创建抽象表达式

public abstract class ArithmeticExpression {//抽象算术表达式

public abstract Object interpret(Context context);//抽象解释方法

}

4.2 终结符表达式

从上面的表达式可以看出，终结符有两种，一种是数字，另外一种是变量。

//数字表达式，用来解释数字

public class NumExpression extends ArithmeticExpression {

private String strNum;

public NumExpression(String strNum) {

this.strNum = strNum;

}

@Override

public Integer interpret(Context context) {//解释数字

return Integer.parseInt(strNum);

}

}

//变量表达式，用来解释变量

class VarExpression extends ArithmeticExpression {

private String var;

public VarExpression(String var) {

this.var = var;

}

@Override

public String interpret(Context context) {//解释变量

return var;

}

}

4.3 创建非终结符表达式

上面的表达式有三种非终结符，分别是+号、-号和=号。

//加法表达式，用来解释加法,如a+b

public class AddExpression extends ArithmeticExpression {

private ArithmeticExpression left, right;//加号左右两边的内容

public AddExpression(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {

this.left = left;

this.right = right;

}

@Override

public Integer interpret(Context context) {//解释加法表达式的结果，即算出left+right的结果

return context.get((String) left.interpret(context)) + context.get((String) right.interpret(context));

}

}

//减法表达式，用来解释减法,如a-b

public class SubExpression extends ArithmeticExpression {

private ArithmeticExpression left, right;//减号左右两边的内容

public SubExpression(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {

this.left = left;

this.right = right;

}

@Override

public Integer interpret(Context context) {//解释减法表达式的结果，即算出left-right的结果

return context.get((String) left.interpret(context)) - context.get((String) right.interpret(context));

}

}

//等号表达式，用来解释变量赋值，如a=1024

public class EqualExpression extends ArithmeticExpression {

private ArithmeticExpression left, right;//等号左右两边的内容

public EqualExpression(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {

this.left = left;

this.right = right;

}

@Override

public Object interpret(Context context) {//解释等号表达式的结果，并将结果保存到context，变量名为key,值为value

context.put((String) left.interpret(context), (int) right.interpret(context));

return null;

}

}

4.4 创建环境角色

创建环境主要包含解释器之外的全部信息，这里用来保存变量以及其值。

public class Context {

Map mMap = new HashMap<>();//使用HashMap来保存结果

public void put(String key, int value) {

mMap.put(key, value);

}

public int get(String key) {

return (int) mMap.get(key);

}

}

4.5 创建客户端角色：

客户端角色主要负责解析表达式，构建抽象语法树，执行具体的解释操作等。

public class Calculator {//计算器类

Context mContext = new Context();

private ArithmeticExpression mExpression;

public void read(String expression) {//读取表达式

String[] split = expression.split(" ");//表达式以空格隔开，方便拆分

switch (split[1]) {//根据不同符号去执行具体的解析操作

case "=":

new EqualExpression(new VarExpression(split[0]), new NumExpression(split[2])).interpret(mContext);

break;

case "+":

mExpression = new AddExpression(new VarExpression(split[0]), new VarExpression(split[2]));

break;

case "-":

mExpression = new SubExpression(new VarExpression(split[0]), new VarExpression(split[2]));

break;

}

}

public int calculate() {//计算结果

return (int) mExpression.interpret(mContext);

}

}

4.6 客户端测试：

public void test() {

Calculator calculator = new Calculator();

calculator.read("a = 1024");//读取表达式

calculator.read("b = 512");

System.out.println("a = 1024");

System.out.println("b = 512");

calculator.read("a + b");

System.out.println("a + b = " + calculator.calculate());//计算结果

calculator.read("a - b");

System.out.println("a - b = " + calculator.calculate());

}

输出结果：

a = 1024

b = 512

a + b = 1536

a - b = 512

5. 应用场景

简单的语法需要解释时，如解释一个sql语句。

一些重复发生的问题，比如加减乘除四则运算，但是公式每次都不同，有时是a+b-cd，有时是ab+c-d等，公式千变万化，但是都是由加减乘除四个非终结符来连接的，这时我们就可以使用解释器模式。

6. 优点

灵活的扩展性，想扩展语法规则时只需新增新的解释器就可以了。如上面的例子中，想增加乘除法，只想增加相应的解释类，并增加相应的表达式解释操作即可。

7. 缺点

每一个文法都至少对应一个解释器，会产生大量的类，难于维护。

解释器模式由于大量使用循环和递归，需要考虑效率的问题，而且调试也不方便。

对于复杂的文法，构建其抽象语法树会显得异常繁琐。

所以不推荐在重要的模块中使用解释器模式，维护困难。

8. Android中的源码分析

对于AndroidManifest.xml这个文件，我们是相当熟悉。实际上AndroidManifest.xml是由PackageManagerService使用了PackageParser这个类来解释的，这里面就用到了解释器模式。对于AndroidManifest.xml中的每一个标签，都有对应的类去保存相应的信息。

8.1 PackageParser的parseBaseApkCommon方法

基于Android 27的源码，不同版本的源码方法名可能不一样。

private Package parseBaseApkCommon(Package pkg, Set acceptedTags, Resources res,

XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)

throws XmlPullParserException, IOException {

//其他代码略

if (tagName.equals(TAG_APPLICATION)) {

//其他代码略

if (!parseBaseApplication(pkg, res, parser, flags, outError)) {//解释application标签

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_OVERLAY)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_KEY_SETS)) {

if (!parseKeySets(pkg, res, parser, outError)) {

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION_GROUP)) {

if (!parsePermissionGroup(pkg, flags, res, parser, outError)) {

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION)) {

if (!parsePermission(pkg, res, parser, outError)) {

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION_TREE)) {

if (!parsePermissionTree(pkg, res, parser, outError)) {

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_USES_PERMISSION)) {

if (!parseUsesPermission(pkg, res, parser)) {

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_USES_PERMISSION_SDK_M)

|| tagName.equals(TAG_USES_PERMISSION_SDK_23)) {

if (!parseUsesPermission(pkg, res, parser)) {

return null;

}

} else if (tagName.equals(TAG_USES_CONFIGURATION)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_USES_FEATURE)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_FEATURE_GROUP)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_USES_SDK)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_SUPPORT_SCREENS)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_PROTECTED_BROADCAST)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_INSTRUMENTATION)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_ORIGINAL_PACKAGE)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_ADOPT_PERMISSIONS)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_USES_GL_TEXTURE)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_COMPATIBLE_SCREENS)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_SUPPORTS_INPUT)) {//

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_EAT_COMMENT)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_PACKAGE)) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals(TAG_RESTRICT_UPDATE)) {

//其他代码略

} else if (RIGID_PARSER) {

//其他代码略

} else {

//其他代码略

}

}

从上面代码可以看到，就是对各个标签的内容进行解释。我们再来看看parseBaseApplication这个方法，这个是对Application进行解释。

8.2 parseBaseApplication方法

private boolean parseBaseApplication(Package owner, Resources res,

XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)

throws XmlPullParserException, IOException {

//其他代码略

String tagName = parser.getName();

if (tagName.equals("activity")) {//解释activity

Activity a = parseActivity(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs, false,

owner.baseHardwareAccelerated);

//其他代码略

} else if (tagName.equals("receiver")) {//解释receiver

Activity a = parseActivity(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs,

true, false);

//其他代码略

} else if (tagName.equals("service")) {//解释service

Service s = parseService(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);

//其他代码略

} else if (tagName.equals("provider")) {//解释provider

Provider p = parseProvider(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);

//其他代码略

} else if (tagName.equals("activity-alias")) {

Activity a = parseActivityAlias(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);

//其他代码略

} else if (parser.getName().equals("meta-data")) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals("static-library")) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals("library")) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals("uses-static-library")) {

if (!parseUsesStaticLibrary(owner, res, parser, outError)) {

return false;

}

} else if (tagName.equals("uses-library")) {

//其他代码略

} else if (tagName.equals("uses-package")) {

//其他代码略

} else {

//其他代码略

}

//其他代码略

return true;

}

可以看到，上面有对activity、receiver、service等标签的解释，activity的具体解释在parseActivity这个方法里面，有兴趣的可以自行去看下，这里就不细说了，同时可以看到receiver也是在parseActivity这个方法中解释。